EP0331203A2 - Method of steering the rear wheels of a motor vehicle in the same direction depending upon the steering of the front wheels - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1.
- the gradient from side force to slip on the rear axle is greater than on the front axle.
- the object of the invention is to significantly reduce the disproportionate understeer tendency, particularly in the area of high lateral accelerations, and to produce at least a similar driving behavior when steering on and off.
- transferable lateral force and slip angle means that up to the respective maximum lateral force - based on the slip angle - the maximum transferable lateral force increases with the slip angle. Above this maximum, however, lateral force can no longer be transmitted if the slip angle increases further. In extreme cases, the optimally transferable lateral force is then reduced compared to the maximum.
- connection of the steering angle of the rear wheels can be increased even if the front wheels already transmit the maximum lateral force, so the lateral force that can be transmitted via the rear wheels would increase, while there would be no increase in transferable lateral force via the front wheels.
- the condition for four-wheel steering is taken for granted, in which the rear wheels have not yet reached the maximum or maximum lateral force.
- the steering angle of the rear wheels is thus limited to the value at whose corresponding steering angle the front wheels transmit the maximum lateral force. Accordingly, when turning back, the rear wheels are only adjusted to the starting position when the front wheels fall below the steering angle at which they transmit the maximum lateral force. As a result, the same driving behavior is achieved both when steering and when steering back. This is independent of the direction in which the front and rear wheels are adjusted and only depends on the steering angle of the front wheels.
- the relationship between the steering angle of the front and rear wheels plays a role in driving dynamics, at least up to that for the maximum lateral force
- Front wheels belonging to the steering angle of the front wheels play an important role.
- This relationship between the two steering angles can be linear or non-linear, for example progressive or possibly also degressive. It can also be characterized by a delayed response of the rear wheels compared to that of the front wheels.
- Additional control measures serve to improve the method according to the invention. They are the subject of the further claims and serve for the claim 2 to take into account the influence of vehicle speed on the relationship between lateral force and slip angle in a general way, 3 to take this relationship into account in detail and 4 to achieve behavior of the motor vehicle that is particularly favorable in terms of driving dynamics even before the lateral force maximum is reached.
- the slip angle is a dynamic value; it depends on the wheel load, the lateral force, the type of tire (summer / winter tires, etc.) and the coefficient of friction between the tire and the road.
- the slip angle is the angle between the trajectory of the side-free wheel and the side-loaded wheel.
- the transmittable lateral force is limited to an optimal value for each slip angle.
- the front wheels are generally deflected more than the rear wheels in conventional four-wheel steering systems, this means that the front wheels reach the maximum lateral force in front of the rear wheels. If e.g. B. the vehicle speed is increased, they can no longer transmit any side force. In contrast, the rear wheels have not yet reached their optimum lateral force. Is the relationship between the steering angle of the rear wheels and the speed z. B. linear, this would cause an increase in the rear wheel steering angle and thus an increase in the transmitted lateral force. However, this would result in a disproportionate increase in the tendency to understeer, particularly in the area of high lateral acceleration.
- the steering angle of the rear wheels is no longer increased when the steering angle of the front wheels has reached the value at which the maximum lateral force is transmitted.
- the starting point for this reset is a steering angle of the front wheels that is smaller than the steering angle at which the maximum lateral force is not yet transmitted
- the rear wheels are reset according to the predetermined relationship and according to the steering angle of the front wheels.
- the deflection of the rear wheels is initially not changed. Only from the steering angle, at which the transmitted side force is reduced on the front wheels, do they also change in their steering angle according to the steering angle of the front wheels downsized. As a result, the same driving behavior is achieved when steering and also when steering, and a strong increase in the understeer tendency is prevented.
- the driving stability with reduced steering angle is also high for driving conditions with high lateral acceleration.
- the steering angle at which the maximum lateral force is transmitted depends on the vehicle speed. This relationship is characterized by a hyperbolic course and is shown in FIG. 2. This means that the greater the vehicle speed, the smaller the angle. However, this means that the vehicle speed must also be taken into account if the desired dynamic behavior of the motor vehicle is to be achieved for all speeds.
- FIG. 3 shows a clearly recognizable kink at the transition between the elliptical and the horizontal course. This results from the assumption of a precisely defined value of the slip angle and thus the steering angle (FIG. 1) at which the maximum lateral force is transmitted. However, since this is not really the case, but rather this maximum occurs within a certain steering angle range, the steering angle relationship between the front and rear axles actually rounds off in the transition region. This is shown in Figure 4. The result of this rounding is an adaptation of the changes in the front and rear wheel steering angles in such a way that the changes in the lateral force transmitted with the front and rear wheels correspond.
- the optimized relationship shown in FIG. 4 between the steering angle of the front axle and the steering angle of the rear axle is shaped by various influencing factors which also lead to the limitation of the steering angle of the rear axle. These factors are essentially the vehicle speed, the load and the friction coefficient pairing between the tire and the road. Since little lateral force can be transmitted with a low load and with low coefficients of friction (black ice), this also means a correspondingly low profile of the branch of the curves shown in FIG. 4, which is horizontal here .
- the coefficient of friction and the load can be recognized in a known manner with corresponding sensors and entered into a corresponding control device for setting and limiting the rear axle steering angle.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of
Übliche Vierradlenkungen zeigen insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten ein gleichsinniges Auslenken der Hinterräder, bezogen auf die Auslenkung der Vorderräder. Dadurch wird die Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges gegenüber konventionell nur mit den Vorderrädern gelenkten Kraftfahrzeugen verbessert. Diese Verbesserung zeigt sich im Reaktionsverhalten bei plötzlichen und relativ starken Auslenkungen der Vorderräder. Derartige Situationen treten insbesondere bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit auf Autobahnen, zum Spurwechseln oder zum Ausweichen vor einem überraschend auftauchenden Hindernis auf.Conventional four-wheel steering systems show a deflection of the rear wheels in the same direction, especially at higher speeds, based on the deflection of the front wheels. This improves the driving dynamics of the motor vehicle compared to motor vehicles steered conventionally only with the front wheels. This improvement can be seen in the reaction behavior in the event of sudden and relatively strong deflections of the front wheels. Such situations occur particularly when driving at high speed on highways, changing lanes or avoiding an unexpected obstacle.
Vierrad-Lenkverfahren für Kraftfahrzeuge mit gleichsinnigem Auslenken der Hinterräder führen in der Regel zu einem Verstärken der Untersteuerungstendenz des Kraftfahrzeugs gegenüber konventionell nur an den Vorderrädern gelenkten Kraftfahrzeugen. Ursache dafür ist, daß über die gelenkten Hinterräder verstärkt Seitenkraft übertragen wird. Der Umfang,in dem Seiten kraft übertragen werden kann, ist für eine vorgegebene Geschwindigkeit seinerseits abhängig vom Lenkwinkel und auf einen maximalen Wert begrenzt. Dies gilt sowohl für Vorder- als auch für Hinterräder.Four-wheel steering methods for motor vehicles with deflection of the rear wheels in the same direction generally lead to an increase in the understeering tendency of the motor vehicle compared to motor vehicles which are conventionally steered only on the front wheels. The reason for this is that increased lateral force is transmitted via the steered rear wheels. The extent to which pages For a given speed, power can be transmitted is itself dependent on the steering angle and limited to a maximum value. This applies to both front and rear wheels.
Bedingt durch den Zusammenhang zwischen Seitenkraft und Lenk- bzw. Schräglaufwinkel eines Reifens und bedingt durch den bei untersteurnd ausgelegten Kraftfahrzeugen üblicherweise kleineren Wert des Hinterrad-Schräglaufwinkels gegenüber dem Vorderrad-Schräglaufwinkel ist der Gradient von Seitenkraft zu Schräglauf an der Hinterachse größer als an der Vorderachse.Due to the relationship between the lateral force and the steering or slip angle of a tire and due to the smaller value of the rear wheel slip angle compared to the front wheel slip angle in vehicles designed for understeering, the gradient from side force to slip on the rear axle is greater than on the front axle.
Im Bereich der maximal übertragbaren Vorderachs-Seitenkraft wird der durch eine Schräglaufwinkelvergrößerung erzeugte Seitenkraftzuwachs an der Vorderachse deutlich geringer als an der Hinterachse. Das Verhältnis von Seitenkraftänderung an der Vorderachse zu Seitenkraftänderung an der Hinterachse ändert sich dadurch stark. Dies verursacht im Fahrverhalten bei Lenkbewegungen mit Schräglaufwinkelanstieg gerade im Bereich der maximal übertragbaren Vorderachsseitenkraft und damit hoher Querbeschleunigung starkes Untersteuern, bei Schräglaufwinkelreduzierung einen unharmonischen und raschen Abbau der Untersteuertendenz. Es ergibt sich dadurch ein deutlich unterschiedliches Fahrverhalten beim An- und Zurücklenken.In the area of the maximum transferable front axle side force, the increase in side force on the front axle caused by an increase in the slip angle becomes significantly smaller than on the rear axle. The ratio of the change in lateral force on the front axle to the change in lateral force on the rear axle changes significantly as a result. This causes strong understeering in the driving behavior during steering movements with an increase in slip angle, particularly in the area of the maximum transmissible front axle side force and thus high lateral acceleration, and a reduction in understeer tendency in the case of a reduction in slip angle. This results in a significantly different driving behavior when steering on and back.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die überproportionale Untersteuertendenz gerade im Bereich hoher Querbeschleunigungen deutlich zu verringern und beim An- und Zurücklenken ein zumindest ähnliches Fahrverhalten hervorzurufen.The object of the invention is to significantly reduce the disproportionate understeer tendency, particularly in the area of high lateral accelerations, and to produce at least a similar driving behavior when steering on and off.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem by the characterizing features of
Der Zusammenhang zwischen übertragbarer Seitenkraft und Schräglaufwinkel besagt, daß bis hin zu dem - auf den Schräglaufwinkel bezogen - jeweiligen Seitenkraftmaximum die maximal übertragbare Seitenkraft mit dem Schräglaufwinkel zunimmt. Oberhalb dieses Maximums kann jedoch bei weiter zunehmendem Schräglaufwinkel keine Seitenkraft mehr übertragen werden. Im Extremfall wird sogar die optimal übertragbare Seitenkraft gegenüber dem Maximum dann verringert. Würde nun nach einem definierten, z. B. linearen, Zusammenhang der Lenkwinkel der Hinterräder auch dann noch vergrößert werden, wenn die Vorderräder bereits das Seitenkraftmaximum übertragen, so würde die über die Hinterräder übertragbare Seitenkraft zunehmen, während über die Vorderräder kein Zuwachs an übertragbarer Seitenkraft zu verzeichnen wäre. Vorausgesetzt ist der bei Vierradlenkungen selbstverständliche Zustand, bei dem die Hinterräder das Seitenkraftoptimum bzw. -maximum noch nicht erreicht haben.The relationship between transferable lateral force and slip angle means that up to the respective maximum lateral force - based on the slip angle - the maximum transferable lateral force increases with the slip angle. Above this maximum, however, lateral force can no longer be transmitted if the slip angle increases further. In extreme cases, the optimally transferable lateral force is then reduced compared to the maximum. Would now according to a defined, for. B. linear, connection of the steering angle of the rear wheels can be increased even if the front wheels already transmit the maximum lateral force, so the lateral force that can be transmitted via the rear wheels would increase, while there would be no increase in transferable lateral force via the front wheels. The condition for four-wheel steering is taken for granted, in which the rear wheels have not yet reached the maximum or maximum lateral force.
Der Lenkwinkel der Hinterräder wird somit auf den Wert begrenzt, bei dessen entsprechendem Lenkwinkel die Vorderräder die maximale Seitenkraft übertragen. Entsprechend gilt beim Zurücklenken, daß die Hinterräder erst dann wieder in die Ausgangslage verstellt werden, wenn die Vorderräder den Lenkwinkel unterschreiten, bei dem sie das Seitenkraftmaximum übertragen. Dadurch wird sowohl beim An- als auch beim Zurücklenken ein gleiches Fahrverhalten erzielt. Dies ist unabhängig von der Richtung, in der die Vorder- und Hinterräder verstellt werden und lediglich abhängig vom Lenkwinkel der Vorderräder.The steering angle of the rear wheels is thus limited to the value at whose corresponding steering angle the front wheels transmit the maximum lateral force. Accordingly, when turning back, the rear wheels are only adjusted to the starting position when the front wheels fall below the steering angle at which they transmit the maximum lateral force. As a result, the same driving behavior is achieved both when steering and when steering back. This is independent of the direction in which the front and rear wheels are adjusted and only depends on the steering angle of the front wheels.
Selbstverständlich spielt für die Fahrdynamik der Zusammenhang der Lenkwinkel von Vorder- und Hinterräder, zumindest bis zu dem für das Seitenkraftmaximum der Vorderräder gehörigen Lenkwinkel der Vorderräder eine wichtige Rolle. Dieser Zusammenhang zwischen den beiden Lenkwinkeln kann linear oder aber auch nicht-linear, beispielsweise progressiv oder evtl. auch degressiv sein. Er kann ferner auch durch ein verzögertes Ansprechverhalten der Hinterräder gegenüber dem der Vorderräder geprägt sein.Of course, the relationship between the steering angle of the front and rear wheels plays a role in driving dynamics, at least up to that for the maximum lateral force Front wheels belonging to the steering angle of the front wheels play an important role. This relationship between the two steering angles can be linear or non-linear, for example progressive or possibly also degressive. It can also be characterized by a delayed response of the rear wheels compared to that of the front wheels.
Zusätzliche steuerungstechnische Maßnahmen dienen der Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche und dienen für den Patentanspruch
2 dazu, den Einfluß der Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Zusammenhang zwischen Seitenkraft und Schräglaufwinkel in allgemeiner Form zu berücksichtigen,
3 dazu, diesen Zusammenhang detailliert zu berücksichtigen und
4 dazu, noch vor Erreichen des Seitenkraftmaximums ein fahrdynamisch besonders günstiges Verhalten des Kraftfahrzeugs zu erzielen.Additional control measures serve to improve the method according to the invention. They are the subject of the further claims and serve for the claim
2 to take into account the influence of vehicle speed on the relationship between lateral force and slip angle in a general way,
3 to take this relationship into account in detail and
4 to achieve behavior of the motor vehicle that is particularly favorable in terms of driving dynamics even before the lateral force maximum is reached.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1 den prinzipiellen Zusammenhang zwischen Seitenkraft und Schräglaufwinkel eines Fahrzeugreifens
- Fig. 2 die Lage des Seitenkraftmaximums der Vorderachse in Abhängigkeit von Fahrgeschwindigkeit und Vorderachs-Lenkwinkel
- Fig. 3 den geschwindigkeitsabhängigen Zusammenhang zwischen Hinterachs und Vorderachslenkwinkel
- Fig. 4 eine praxisgerechte Modifizierung des Zusammenhangs von Fig. 3.
- Fig. 1 shows the basic relationship between lateral force and slip angle of a vehicle tire
- Fig. 2 shows the position of the maximum lateral force of the front axle as a function of driving speed and front axle steering angle
- Fig. 3 shows the speed-dependent relationship between the rear axle and front axle steering angle
- FIG. 4 shows a practical modification of the relationship of FIG. 3.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Zusammenhang zwischen der über einen nicht dargestellten Kraftfahrzeug-Reifen übertragbaren Seitenkraft Fs und dem Schräglaufwinkel dieses Reifens für eine vorgegebene Radlast. Der Schräglaufwinkel ist ein dynamischer Wert; er ist abhängig von der Radlast, der Seitenkraft, dem Reifentyp (Sommer-/Winterreifen usw.) und dem Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn. Der Schräglaufwinkel ist der Winkel zwischen der Bewegungsbahn des seitenkraftfreien Rades und dem mit Seitenkraft beaufschlagten Rades.1 shows the basic relationship between the lateral force Fs that can be transmitted via a motor vehicle tire (not shown) and the slip angle of this tire for a given wheel load. The slip angle is a dynamic value; it depends on the wheel load, the lateral force, the type of tire (summer / winter tires, etc.) and the coefficient of friction between the tire and the road. The slip angle is the angle between the trajectory of the side-free wheel and the side-loaded wheel.
Deutlich ist zu erkennen, daß die übertragbare Seitenkraft für jeden Schräglaufwinkel auf einen optimalen Wert begrenzt ist. Die Grenzkurve zeigt einen degressiven, nach dem Maximum leicht abfallenden Verlauf. Sie steigt, ausgehend von der Geradeausstellung des Reifens (Schräglaufwinkel = 0) zunächst relativ stark an. Dieser Anstieg wird jedoch umso geringer, je größer der Schräglaufwinkel wird. Bei einem Optimalwert des Schräglaufwinkels erreicht die übertragbare Seitenkraft einen Höchstwert, den sie bei einer Vergrößerung des Lenkwinkels beibehält oder demgegenüber sogar verringert.It can be clearly seen that the transmittable lateral force is limited to an optimal value for each slip angle. The limit curve shows a degressive, slightly decreasing course after the maximum. Starting from the straight-ahead position of the tire (slip angle = 0), it initially increases relatively sharply. However, the greater the slip angle, the smaller this increase. With an optimal value of the slip angle, the transmittable lateral force reaches a maximum value which it maintains or even reduces when the steering angle is increased.
Aus dem in Fig. 1 gezeigten prinzipiellen Verlauf der maximal übertragbaren Seitenkraft ergibt sich, daß diese durch Vergrößerung des Schräglaufwinkels nicht beliebig gesteigert werden kann, sondern aufgrund der physikalischen Zusammenhänge einen nichtlinearen und durch ein Maximum geprägten Zusammenhang mit dem Schräglaufwinkel besitzt. Weitere Einflußgrößen für den Verlauf der Grenzkurve sind die Haftreibung und die Radlast, die jedoch zunächst nicht berücksichtigt werden sollen.From the basic course of the maximum transferable lateral force shown in FIG. 1, it can be seen that this cannot be increased arbitrarily by increasing the slip angle, but because of the physical relationships it has a non-linear and maximum connection with the slip angle. Further factors influencing the course of the limit curve are static friction and the wheel load, which, however, should not be taken into account at first.
Da bei üblichen Vierrad-Lenkungen die Vorderräder in der Regel stärker ausgelenkt werden als die Hinterräder, bedeutet dies, daß die Vorderräder noch vor den Hinterrädern das Seitenkraftmaximum erreichen. Wenn z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, können sie keine weitere Seitenkraft mehr übertragen. Im Gegensatz dazu haben die Hinterräder dann noch nicht ihr Seitenkraftoptimum erreicht. Ist der Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel der Hinterräder und der Geschwindigkeit z. B. linear, so würde dies eine Vergrößerung des Hinterrad-Lenkwinkels und damit eine Vergrößerung der übertragenen Seitenkraft bewirken. Damit aber würde gerade im Bereich hoher Querbeschleunigungen die in der Regel vorliegende Untersteuertendenz überproportional zunehmen.Since the front wheels are generally deflected more than the rear wheels in conventional four-wheel steering systems, this means that the front wheels reach the maximum lateral force in front of the rear wheels. If e.g. B. the vehicle speed is increased, they can no longer transmit any side force. In contrast, the rear wheels have not yet reached their optimum lateral force. Is the relationship between the steering angle of the rear wheels and the speed z. B. linear, this would cause an increase in the rear wheel steering angle and thus an increase in the transmitted lateral force. However, this would result in a disproportionate increase in the tendency to understeer, particularly in the area of high lateral acceleration.
Daher wird erfindungsgemäß der Lenkwinkel der Hinterräder dann nicht mehr vergrößert, wenn der Lenkwinkel der Vorderräder den Wert erreicht hat, bei dem das Seitenkraftmaximum übertragen wird.Therefore, according to the invention, the steering angle of the rear wheels is no longer increased when the steering angle of the front wheels has reached the value at which the maximum lateral force is transmitted.
Entsprechendes gilt beim Zurückstellen der Vorderräder in die Ausgangslage. Sofern der Ausgangspunkt für diese Rückstellung ein Lenkwinkel der Vorderräder ist, der kleiner als der Lenkwinkel ist, bei dem noch nicht die maximale Seitenkraft übertragen wird, werden die Hinterräder entsprechend dem vorgegebenen Zusammenhang und entsprechend dem Lenkwinkel der Vorderräder zurückgestellt.The same applies when returning the front wheels to the starting position. If the starting point for this reset is a steering angle of the front wheels that is smaller than the steering angle at which the maximum lateral force is not yet transmitted, the rear wheels are reset according to the predetermined relationship and according to the steering angle of the front wheels.
Liegt der Ausgangspunkt bei einem größeren Lenkwinkel als bei demjenigen, bei dem das Seitenkraftmaximum übertragen wird, so wird die Auslenkung der Hinterräder zunächst nicht verändert. Erst ab dem Lenkwinkel, bei dem an den Vorderrädern eine Verkleinerung der übertragenen Seitenkraft erfolgt, werden sie entsprechend dem Lenkwinkel der Vorderräder ebenfalls in ihrem Lenkwinkel verkleinert. Dadurch wird beim An- und auch beim Zurücklenken ein gleiches Fahrverhalten erreicht, sowie eine starke Zunahme der Untersteuertendenz verhindert. Die Fahrstabilität bei Lenkwinkelreduzierung ist auch für Fahrzustände mit hoher Querbeschleunigung hoch.If the starting point is at a larger steering angle than that at which the maximum lateral force is transmitted, the deflection of the rear wheels is initially not changed. Only from the steering angle, at which the transmitted side force is reduced on the front wheels, do they also change in their steering angle according to the steering angle of the front wheels downsized. As a result, the same driving behavior is achieved when steering and also when steering, and a strong increase in the understeer tendency is prevented. The driving stability with reduced steering angle is also high for driving conditions with high lateral acceleration.
Der Lenkwinkel, bei dem das Seitenkraftmaximum übertragen wird, ist abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Dieser Zusammenhang ist durch einen hyperbolischen Verlauf geprägt und in Fig. 2 dargestellt. Daraus ergibt sich, daß der Winkel umso kleiner wird, je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Damit aber ergibt sich, daß zusätzlich und vorteilhafterweise die Fahrzeuggeschwindigkeit zu berücksichtigen ist, wenn das gewünschte fahrdynamische Verhalten des Kraftfahrzeuges für sämtliche Geschwindigkeiten erreicht werden soll.The steering angle at which the maximum lateral force is transmitted depends on the vehicle speed. This relationship is characterized by a hyperbolic course and is shown in FIG. 2. This means that the greater the vehicle speed, the smaller the angle. However, this means that the vehicle speed must also be taken into account if the desired dynamic behavior of the motor vehicle is to be achieved for all speeds.
Nimmt man nun einen definierten, z. B. quadratischen Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel der Vorderachse und dem der Hinterachse an, so ergeben sich zunächst, wie in Fig. 3 für zwei verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten gezeigt, unterschiedliche und strichliert eingezeichnete Kurven. Diese zeigen eine umso größere Steigung, je kleiner die Geschwindigkeit ist. Unter Berücksichtigung des Umstands, daß dieser Zusammenhang nur bis zu dem Lenkwinkel gelten soll, bei dem das Seitenkraftmaximum an der Vorderachse übertragen wird, ergibt sich damit, daß diese Kurven nur bis hin zu einer Grenzkurve maßgeblich sind. Für Vorderachs-Lenkwinkel, die größer als der Lenkwinkel sind, bei dem Seitenkraft-Maximum übertragen wird, soll der Lenkwinkel der Hinterachse nicht mehr verändert werden. Damit aber ergibt sich für den Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel an der Vorder- und dem an der Hinterachse ein Verlauf, der für kleinere Lenkwinkel durch einen z. B. quadratischen Zusammenhang und nach Erreichen der Grenzkurve einen ebenfalls strichliert eingezeichneten, waagrechten Verlauf geprägt ist.If you now take a defined, e.g. B. square relationship between the steering angle of the front axle and that of the rear axle, there are first, as shown in Fig. 3 for two different vehicle speeds, different and dashed curves. These show a greater gradient, the lower the speed. Taking into account the fact that this relationship should only apply up to the steering angle at which the maximum lateral force is transmitted on the front axle, it follows that these curves are only relevant up to a limit curve. For front axle steering angles that are larger than the steering angle at which the maximum lateral force is transmitted, the steering angle of the rear axle should no longer be changed. But this results in a course for the relationship between the steering angle on the front and that on the rear axle, which for smaller steering angles by a z. B. square relationship and after reaching the limit curve, a horizontal course is also drawn in with dashed lines.
Der in Fig. 3 gezeigte Zusammenhang zeigt beim Übergang zwischen dem elliptischen und dem waagrechten Verlauf einen deutlich erkennbaren Knick. Dieser resultiert aus der Annahme eines exakt definierten Wertes des Schräglauf- und damit des Lenkwinkels (Fig. 1), bei dem das Seitenkraft-Maximum übertragen wird. Da dies jedoch in Wirklichkeit nicht der Fall ist, sondern dieses Maximum innerhalb eines gewissen Lenkwinkelbereichs auftritt, kommt es tatsächlich zu einer Verrundung des Lenkwinkelzusammenhangs zwischen Vorder- und Hinterachse im Übergangsbereich. Dies ist in Fig. 4 gezeigt. Die Folge dieser Verrundung ist eine Anpassung der Änderungen von Vorder- und Hinterrad-Lenkwinkel derart, daß sich die Änderungen der mit Vorder- und Hinterrädern übertragenen Seitenkraft entsprechen.The relationship shown in FIG. 3 shows a clearly recognizable kink at the transition between the elliptical and the horizontal course. This results from the assumption of a precisely defined value of the slip angle and thus the steering angle (FIG. 1) at which the maximum lateral force is transmitted. However, since this is not really the case, but rather this maximum occurs within a certain steering angle range, the steering angle relationship between the front and rear axles actually rounds off in the transition region. This is shown in Figure 4. The result of this rounding is an adaptation of the changes in the front and rear wheel steering angles in such a way that the changes in the lateral force transmitted with the front and rear wheels correspond.
Der in Fig. 4 gezeigte optimierte Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkel der Vorderachse und dem Lenkwinkel der Hinterachse ist geprägt durch verschiedene Einflußfaktoren, die auch zur Begrenzung des Lenkwinkels der Hinterachse führen. Diese Faktoren sind im wesentlichen die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beladung und die Reibwertpaarung zwischen Reifen und Fahrbahn. Da bei geringer Beladung und bei niedrigen Reibwerten (Glatteis) wenig Seitenkraft übertragen werden kann, bedeutet dies auch einen entsprechend niedrigen Verlauf des hier waagrechten Astes der Kurven von Fig. 4. Dieser Ast kann auch entsprechend dem Seitenkraftverlauf wieder in Richtung geringerem Hinterachs-Lenkwinkel verlaufen.The optimized relationship shown in FIG. 4 between the steering angle of the front axle and the steering angle of the rear axle is shaped by various influencing factors which also lead to the limitation of the steering angle of the rear axle. These factors are essentially the vehicle speed, the load and the friction coefficient pairing between the tire and the road. Since little lateral force can be transmitted with a low load and with low coefficients of friction (black ice), this also means a correspondingly low profile of the branch of the curves shown in FIG. 4, which is horizontal here .
Der Reibwert und die Beladung kann in bekannter Weise mit entsprechenden Gebern erkannt werden, und in ein entsprechendes Steuergerät für die Einstellung und Begrenzung des Hinterachs-Lenkwinkels eingegeben werden.The coefficient of friction and the load can be recognized in a known manner with corresponding sensors and entered into a corresponding control device for setting and limiting the rear axle steering angle.
Claims (5)
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